Soorten zuigers, hoe worden zuigers gemaakt?

Automotoren gebruiken verschillende soorten zuigers. Deze bieden zowel voor- als nadelen, afhankelijk van de toepassing. Bij het kiezen van een zuiger voor je voertuig spelen verschillende factoren een rol, zoals het vermogen om slijtage, hitte en schokken te weerstaan. Dat is wat ik in dit hoofdstuk zal behandelen: de verschillende soorten zuigers en hun eigenschappen. Voor degenen die willen weten hoe zuigers in elkaar zitten, is er aan het einde van het hoofdstuk een gedeelte over dit onderwerp.

Gebruikelijke typen zuiger

Er zijn tegenwoordig veel verschillende soorten zuigers. Hun variaties hebben meestal te maken met verschillen in ontwerp, materiaal en productiemethode. Op basis van deze overwegingen hebben we deze typen motorzuigers en categorieën.

• Gebaseerd op hoofdontwerp- Flathead zuigers, Koepelzuigers, Schotelzuigers
• Gebaseerd op productiemethode- gesmede zuigers, gegoten zuigers, hypereutectische zuigers
• Gebaseerd op materiaal aluminium zuigers, cast ijzer zuigers, stalen zuigers

Zuigertypen per kopontwerp

Motorconfiguraties en vermogens variëren. Dat betekent dat er verschillende compressieniveaus nodig zijn. Daarom worden zuigerkoppen ontworpen om de verbranding en dus de compressieverhouding te regelen. Zo ontstaan de verschillende soorten zuigers op basis van kopontwerp, zoals hieronder opgesomd.

Flathead zuigers

De kop is plat van vorm. Hierdoor verspreidt de vlam zich gelijkmatig. Het kleinere oppervlak verbetert ook het verbrandingsproces. Dat betekent op zijn beurt een efficiëntere reactie van het lucht-brandstofmengsel en een hogere verbranding. compressieverhouding. Flathead zuigers staan er daarom om bekend dat ze hogere zuigkrachten produceren.

De belangrijkste voordelen van platkopzuigers zijn het eenvoudige ontwerp waardoor ze minder duur zijn om te produceren. Daardoor zijn ze goedkoper om in een motor te gebruiken. Een andere goede eigenschap van de zuigers is hun vermogen om het verbrandingsproces te verbeteren en zo meer kracht te produceren. Ze worden meestal gebruikt in benzinemotoren.

Koepelzuigers

Deze worden zo genoemd vanwege hun verhoogde midden dat de vorm van een koepel heeft. Dit zuigerontwerp zorgt ervoor dat verbrandingsgassen een langere afstand afleggen. Tegelijkertijd verandert het grote oppervlak het verbrandingsproces, waardoor het minder efficiënt wordt.

Koepelzuigers zijn nodig in motoren die niet veel vermogen hoeven te leveren. In deze toepassingen helpt de verminderde compressie ook om de motor te beschermen tegen schade. Voorbeelden van dergelijke toepassingen zijn de tweetaktmotoren van motorfietsen.

Schotelzuigers

Zoals de naam al zegt, hebben dit soort zuigers de vorm van een schotel. Het midden van de kop of kroon is verzonken en de randen krullen omhoog. Dit ontwerp helpt om het volume van de verbrandingskamer te vergroten, waardoor de compressie afneemt.

Net als de koepeltypes vinden schotelzuigers vaak toepassingen waarbij de compressie en de zuigkracht laag moeten blijven. Dit zijn onder andere motoren die gebruikmaken van turboladers of superladers. In deze opgevoerde motoren kan een hogere compressie destructief zijn.

Soorten zuigers volgens productiemethode

Motorzuigers worden ook ingedeeld op basis van de manier waarop ze worden gemaakt of, met andere woorden, het fabricageproces. De methoden omvatten smeden, gieten en de toevoeging van silicium om ijzer te harden. De soorten motorzuigers in deze categorie worden hieronder beschreven.

Gesmede zuigers

Gesmede zuigers behoren tot de meest voorkomende types. Om ze te maken wordt een stuk metaal in de gewenste vorm of het gewenste ontwerp geperst. De resulterende korrelstructuur zorgt ervoor dat de zuiger betere eigenschappen heeft op het gebied van structurele integriteit.

De sterkte van gesmede zuigers past bij toepassingen waarbij het onderdeel hogere belastingen moet kunnen dragen, zoals voertuigen met hoge prestaties of zware voertuigen. Deze zuigers zetten echter meer uit en vereisen grotere spelingen om vastlopen bij hogere temperaturen te voorkomen.

Gegoten zuigers

Deze zijn een alternatief voor de gesmede types. Ze worden gemaakt met gesmolten metaal om de vorm van de zuiger te produceren. Dit soort zuigers kan van aluminium of ijzer zijn, soms zelfs van staal, afhankelijk van de vereiste eigenschappen.

Motorzuigers die met de gietmethode zijn gemaakt, zijn niet zo robuust als die welke zijn gemaakt door metalen stukken te smeden. Ze zijn echter nog steeds geschikt voor lichte motoren. In deze toepassingen is de mechanische en thermische spanning meestal laag genoeg om vroegtijdige schade te veroorzaken.

Hypereutectische zuigers

Hypereutectische zuigers zijn een soort gegoten zuigers. Het enige verschil is dat er siliconen worden toegevoegd tijdens de fabricage. Dit wordt normaal gesproken gedaan om ze robuuster en slijtvaster te maken, waardoor ze geschikt zijn voor wat zwaardere omstandigheden.

Hypereutectische zuigers zijn misschien niet zo sterk als zuigers die met het smeedproces zijn gemaakt. Ze hebben echter betere kwaliteiten dan de standaard gegoten types. Hun voordelen ten opzichte van gegoten zuigers zijn onder andere dat ze beter bestand zijn tegen thermische en mechanische spanning.

Soorten zuigers volgens materiaal

Zuigermateriaal is een andere manier om het motoronderdeel te classificeren. De soorten zuigers in deze categorie zijn aluminium, ijzer en staal. De voor- en nadelen van elk materiaal worden hieronder uitgelegd.

Aluminium Zuigers

Deze zijn gemaakt van aluminiumlegering dat bestaat uit koper, mangaan, zink en andere elementen. Zuigers van aluminiumlegeringen worden meestal gesmeed of gegoten uit gesmolten metaal, waarbij elk type verschillende eigenschappen heeft op het gebied van slijtage en stevigheid.

Aluminium zuigers bieden het voordeel dat ze licht van gewicht zijn en dus geschikt voor motoren met hoge snelheden. Ze zijn ook het meest geschikt voor lichte toepassingen waarbij de zuiger niet veel te verduren krijgt. Daarom worden dit soort zuigers meestal gebruikt in benzinemotoren.

Vergeleken met de andere types kunnen aluminium zuigers niet goed tegen slijtage. Ze zijn ook minder stevig en daarom passen ze niet in zware motoren of diesels. Dat gezegd hebbende, moderne productiemethoden produceren legeringen die aluminium zuigers beter bestand maken tegen slijtage en mechanische of thermische stress.

Gietijzeren zuigers

Zoals de naam al zegt, worden dit soort zuigers gemaakt met behulp van het gietproces. Gietijzeren zuigers bezitten zowel goede en slechte eigenschappenwaardoor ze op sommige motoren passen en op andere niet.

Om met de goede eigenschappen te beginnen: de zuigers hebben een betere slijtvastheid dan de gesmede types. Ze hebben ook betere thermische eigenschappen en kunnen zonder risico op schade in omgevingen met hoge temperaturen werken.

De nadelen van gietijzeren zuigers zijn onder andere hun zwakke structuur waardoor ze gevoelig zijn voor schade door schokken of mechanische spanning. Ze zijn daarom meestal geschikt voor lichtere motoren dan de moderne motoren met turbolader of supercharger.

Hoe worden zuigers gemaakt?

Bij de productie van zuigers wordt er gesmeed of gegoten. Het materiaal kan ook een aluminiumlegering zijn, naast andere materialen. Het smeedproces wordt tegenwoordig het meest gebruikt en aluminium is het populairste materiaal. Hier wordt uitgelegd hoe zuigers worden gemaakt met behulp van een aluminiumlegering en de smeedmethode.

• Het productieproces van zuigers begint met grote staven aluminium. De staven zijn meestal tot 9 voet lang.
• Een zaag zaagt de aluminium staven in kleine stukjes in een geautomatiseerde machine.
• De gesneden stukken, die nu slakken worden genoemd, gaan door een oven en worden verhit.
• Een ponsmachine wordt ook verwarmd om de kogels te ontvangen. Dit is de smeedmachine.
• De slakken worden van de oven naar de pers gebracht, die vervolgens een druk tot 2000 ton uitoefent. Hierdoor wordt de slak gevormd in de vorm van de vereiste zuiger.
• De superhete zuigers worden uit de pers gehaald en ongeveer een uur aan de lucht gekoeld.
• Na het afkoelen worden de zuigers opnieuw in een oven geplaatst, dit keer om ze sterker te maken.
• Vervolgens worden de zuigers overgebracht naar een oven met een lagere temperatuur. De lage warmte dient om ze te stabiliseren.
• De zuigers gaan dan naar een draaibank en overtollige onderdelen worden verwijderd. In dit stadium worden ook kleine oliegaatjes in de zuigers geboord.
• De draaibank verwijdert materiaal om de groeven van de zuiger te maken. Er wordt ook een groot gat door de zuiger geboord. Dit is het gat waar de zuigerpen in komt te zitten.
• De zuiger wordt naar een freesmachine gebracht die wat materiaal van de rok verwijdert om het gewicht te verminderen.
• Een draaibank verwijdert wat materiaal van de randen van de kroon. Dit wordt gedaan om de zuiger te laten uitzetten zonder te binden.
• Een andere machine graveert het zuigernummer en andere gegevens.
• De zuiger wordt uiteindelijk met de hand gladgestreken en het gat in de draaibank wordt op maat gemaakt.
• De laatste stap in het productieproces van de zuiger bestaat uit het besproeien met heet en gedeïoniseerd water. Dit wordt gedaan om olie te verwijderen die zich mogelijk heeft opgehoopt tijdens de verschillende productprocessen. Daarna wordt de zuiger gedroogd voor de laatste afwerking en verpakking.

Conclusie

Verschillende soorten zuigers bieden prestatieniveaus en duurzaamheid. Bij het kiezen van het type zuiger zijn deze eigenschappen belangrijk. De zuigerontwerp- en materiaalopties die hier worden besproken, moeten je helpen de juiste beslissingen te nemen. Maar ongeacht het type, zuigers zijn gevoelig voor schade door de zware omstandigheden in de verbrandingskamer. Ontdek wat de volgende gevolgen zijn voor motorzuigers.